Фільтр гідродинамічний прямоструминний
Номер патенту: 96546
Опубліковано: 10.11.2011
Автори: Ковальов Геннадій Павлович, Фінкельштейн Зельман Лазарович, Литвинський Гаррі Григорович
Формула / Реферат
1. Фільтр гідродинамічний прямоструминний, що містить корпус з патрубками, у якому розташовані співвісно з ним фільтроелемент і завихрювач, а порожнина між корпусом фільтра і поверхнею фільтроелемента виконана змінного перерізу і сполучена з брудопасткою, який відрізняється тим, що його забезпечено обтічником, розміщеним усередині фільтроелемента, причому передній кінець фільтроелемента закріплено на обтічнику, а задній - на кінці корпусу, який сполучено кільцевою щілиною з каналом брудопастки ексцентрично до його центру перерізу.
2. Фільтр гідродинамічний прямоструминний за п. 1, який відрізняється тим, що завихрювач розміщено ззовні фільтроелемента перед кільцевою щілиною, робоча порожнина між обтічником і корпусом має постійний переріз, а канал брудопастки виконано спірально-гвинтовим, розміщено навколо корпусу фільтра і з'єднано зі згущувачем.
3. Фільтр гідродинамічний прямоструминний за п. 1, який відрізняється тим, що згущувач шламу забезпечено розділовою камерою, переріз якої звужується за рахунок встановленого з похилом зворотного фільтроелемента, за яким розташовано зворотний канал, що приєднано через корпус до вхідної порожнини фільтра після завихрювача перед кільцевою щілиною і зорієнтовано по дотичній до вектора швидкості рідини.
4. Фільтр гідродинамічний прямоструминний за п. 1, який відрізняється тим, що подовжній переріз спірально-гвинтового каналу виконано згідно із законом логарифмічної спіралі, а внутрішній поперечний переріз виконано круглої форми.
5. Фільтр гідродинамічний прямоструминний за п. 1, який відрізняється тим, що розділову камеру згущувача шламу забезпечено шламовим каналом з дросельним клапаном у вигляді регульованої заслінки і сполучено зі зливом.
Текст
1. Фільтр гідродинамічний прямоструминний, що містить корпус з патрубками, у якому розташовані співвісно з ним фільтроелемент і завихрювач, а порожнина між корпусом фільтра і поверхнею фільтроелемента виконана змінного перерізу і сполучена з брудопасткою, який відрізняється тим, що його забезпечено обтічником, розміщеним усередині фільтроелемента, причому передній кінець фільтроелемента закріплено на обтічнику, а задній - на кінці корпусу, який сполучено кільцевою щілиною з каналом брудопастки ексцентрично до його центру перерізу. C2 2 (19) 1 3 гідравлічний опір фільтру, знижує його пропускну спроможність, зменшує якість очищення. Крім того, брудопастка має великий об'єм, її спорожнення від забруднення слід проводити циклічно, що істотно ускладнює обслуговування, а об'єм зливу занадто великий і досягає 10-20 % від загального об'єму фільтрованої рідини. Найбільш близьким по технічній суті і ефективності є гідродинамічний фільтр, що містить корпус з патрубками, що підводять і відводять робочу рідину, розташований в корпусі співвісно з ним фільтроелемент, а також брудопастку у вигляді бункера для прийому осаджених домішок і відвідної дросельної трубки для зливу рідини у ванну або для подальшої регенерації, причому порожнина між корпусом фільтра і поверхнею фільтроелемента виконана змінного перерізу [А.с. СССР №869103 В01D 27/10, БИ №10, 15.03.84]. Основними недоліками цього гідродинамічного фільтра є складність конструкції, великі габаритні розміри, зворотнопоточний рух рідини, що значно підвищує гідравлічний опір фільтру, знижує його пропускну спроможність, зменшує якість очищення, а у злив після фільтрування іде значний об'єм робочої рідини. Крім того, брудопастка, яка представлена у вигляді бункера-накопичувача, має великий об'єм, а її очищення слід проводити циклічно, що вимагає зупинки роботи фільтра або додаткової установки байпасної системи, що істотно ускладнює обслуговування. У основу винаходу поставлено задачу розробити такий гідродинамічний фільтр, в якому, завдяки створенню прямопоточного руху робочої рідини і зміни її швидкості, а також новій конструкції брудопастки і приєднаного до неї згущувача, досягти спрощення конструкції фільтра, зменшення його розмірів, зниження його гідравлічного опору і об'єму зливу рідини, поліпшення тонкості очищення, спрощення експлуатаційного обслуговування. Ця технічна задача досягається тим, що у гідродинамічного фільтра, що містить корпус з патрубками, у якому розташовані співвісно з ним фільтроелемент і завихрювач, а порожнина між корпусом фільтра і поверхнею фільтроелемента виконана змінного перерізу і сполучена з брудопасткою, відповідно винаходу, його забезпечено обтічником, розміщеним усередині фільтроелемента, причому передній кінець фільтроелемента закріплено на обтічнику, а задній - на кінці корпусу, який сполучено кільцевою щілиною з каналом брудопастки ексцентрично до його центру перерізу. Доцільно завихрювач розмістити ззовні фільтроелемента перед кільцевою щілиною, робоча порожнина між обтічником і корпусом виконати постійного перерізу, а канал брудопастки виконати спірально-гвинтовим, розмістити навколо корпусу фільтра і з'єднати зі згущувачем. Доцільно згущувач шламу забезпечити розділовою камерою, перетин якої звужується за рахунок встановленого з похилом зворотного фільтроелемента, за яким розташувати зворотний канал, що приєднаний через корпус до вхідної порожнини фільтра після завихрювача перед кільцевою щіли 96546 4 ною і зорієнтований по дотичній до вектору швидкості рідини. Доцільно подовжній переріз спіральногвинтового каналу виконати згідно із законом логарифмічної спіралі, а внутрішній поперечний переріз виконати круглої форми. Крім того, доцільно, розділову камеру згущувача шламу забезпечити шламовим каналом з дросельним клапаном у вигляді регульованої заслінки і сполучити зі зливом. Технічна суть і принцип дії запропонованого фільтра пояснюється кресленням, загальний вигляд. Фільтр гідродинамічний прямоструминний складається з корпусу 1 з патрубками вводу 2 робочої рідини і відводу 3 очищеної рідини. У корпусі 1 співвісно розміщено фільтроелемент 4, усередині якого співвісно з ним встановлено обтічник 5. Між корпусом 1 фільтра і обтічником 5 створена робоча порожнина 6 постійного перерізу. Вхідна порожнина 7 між корпусом 1 і поверхнею фільтроелемента 4 звужується по ходу руху рідини. Передній кінець фільтроелемента 4 закріплено на обтічнику 5, а задній - на кінці корпусу 1, який з'єднано кільцевою щілиною 8 з спірально-гвинтовим каналом 9 брудопастки. Вхідна порожнина 7 звужується уздовж потоку рідині. Перед кільцевою щілиною 8 вхідної порожнині 7 розміщено завихрювач 10. Брудопастка містить спірально-гвинтовий канал 9 навколо корпусу 1 і переходить в розділову камеру 11 згущувача, переріз якої звужується за рахунок встановленого з похилом зворотного фільтроелемента 12, за яким розташовано зворотній канал 13, що приєднано через корпус до вхідної порожнини 7 фільтра після завихрювача 10 перед кільцевою щілиною 8 і зорієнтовано по дотичній до вектору швидкості рідини. Розділова камера 11 з'єднана зі шламовим каналом 14, який забезпечено дросельним клапаном 15 у вигляді регульованої заслінки і закінчується зливом. Фільтр гідродинамічний прямоструминний працює таким чином. Рідина, що підлягає очищенню, надходить у корпус 1 через патрубок вводу 2, огинає обтічник 5 і потрапляє у вхідну порожнину 7, проходить через фільтроелемент 4 і, після очищення від забруднень, виходить у патрубок відводу 3. Забруднена частина потоку, що не пройшла через фільтроелемент 4, надходить у завихрювач 10, який дає їй обертальний рух. Обертово поступально рухаючись по вхідній порожнин7, рідина додатково фільтрується, і частина рідини, що залишилася у вигляді брудопотоку через кільцеву щілину 8 надходить в спірально-гвинтовий канал 9 брудопастки. Скинутий в спірально-гвинтовий канал 9 брудопотік здійснює складний рух, який складається з двох взаємно перпендикулярних векторів кутової швидкості, що представляють вихрове обертання щодо осі корпусу 1 і перпендикулярне йому обертання щодо осі спірально-гвинтового каналу 9. Це забезпечує повну зачистку каналу 9 по всьому периметру від скупчення відкладень бруду. Поперечний перетин спірально-гвинтового каналу 9 виконано за законом логарифмічної спі 5 ралі, що відповідає пропорційному збільшенню брудопотоку, що обертається. Брудопотік уздовж каналу 9 поступово надходить в розділову камеру 11 згущувача, яка звужується по ходу руху потоку. У камері 11 відбувається відділення надлишку рідини від брудопотоку за допомогою зворотного фільтроелемента 12. Цей надлишок рідини за рахунок перепаду тиску, що приводить до ефекту ежекції, потрапляє у вхідну порожнину 7 через зворотний канал 13, приєднаний після завихрювача 10 до вхідної порожнини 7 по дотичній до вектору швидкості рідини. Потік рідини зі зворотного каналу 13 змішується з вхідним потоком і проходить повторне очищення. Брудопотік, який не пройшов через зворотній фільтроелемент 12, потрапляє в шламовий канал 14, де він ущільнюється до консистенції шламу і через регульований дросельний клапан 15 прямує через злив в шламонакопичувач (не показано). Те, що фільтр забезпечено обтічником 5, створює необхідну швидкість руху рідини в робочій порожнині 6, найчастіше обтічник потрібен з метою підвищення швидкості, і підтримку необхідної її аксіальної компоненти уздовж всієї площі фільтроелемента 4. Це дозволяє помітно поліпшити показники тонкості очищення і ефект гідродинамічного змиву забруднень з поверхні фільтроелемента 4. Крім того, наявність обтічника 5 дозволяє зменшити довжину корпусу 1 фільтра за рахунок незначного збільшення його діаметру. Установка завихрювача 10 дозволяє створити обертання потоку рідини щодо осі корпусу 1 і поверхні фільтроелемента 4. Це покращує якість очищення рідини і вирішує питання видалення забруднень з поверхні фільтроелемента 4. Крім того, завихрювач 10 виключає скупчення забруднень і дозволяє очищати спірально-гвинтовий канал 9 брудопастки від брудопотоку. Постачання корпусу 1 кільцевою щілиною 8 дозволяє істотно обмежити витрати рідини, що потрапляє в брудопастку, а під'єднаний кільцевої щілини 8 до спірально-гвинтового каналу 9 ексцентрично по відношенню до центру його поперечного перетину дозволяє створити складне подвійновихрове обертання брудопотоку в каналі 9, що гарантує його автоматичне очищення та підвищення концентрації брудопотоку, ліквідує можливість закупорки каналу 9, покращує працездатність фільтра. 96546 6 Постійний перетин робочої порожнини 6, яка утворюється завдяки вибору належного діаметру обтікача, дозволяє створити необхідну швидкість руху рідини відносно фільтроелемента 4, що, у свою чергу, забезпечує максимальну тонкість очищення рідини на всій площі фільтроелемента 4 і покращує працездатність фільтра. Виконання збірного каналу 9 брудопастки спірально-гвинтової форми дозволяє поставити у відповідність зміну її поперечного перетину з об'ємом брудопотоку, що надходить поверх фільроелементу, при цьому спіраль виконана по логарифмічному закону з круглою формою її внутрішнього поперечного перетину, що істотно знижує її гідравлічний опір. Постачання згущувача шламу розділовою камерою 11, перетин якої звужується за рахунок встановленого з похилом зворотного фільтроелемента 12, дозволяє відокремити надлишки рідини від брудопотоку за допомогою зворотного фільтроелемента 12, що істотно знижує втрати робочої рідини на зливі і дозволяє повторно фільтрувати ці надлишки шляхом спрямування їх через зворотний канал 13 у вхідну порожнину 7 корпусу 1. За рахунок того, що зворотний канал 13 приєднано до вхідної порожнини фільтра 7 між завихрювачем 10 і кільцевою щілиною 8 по дотичній до вектору швидкості рідини, створюється перепад тиску, що приводить до ефекту ежекції рідини зі зворотного каналу 13 і полегшує рециркуляцію рідини у фільтрі. При цьому збільшується ефективність роботи фільтра. Те, що розділову камеру 11 згущувача шламу забезпечено шламовим каналом 14 з дросельним клапаном 15 у вигляді регульованої заслінки і сполучено із зливом, значно зменшує об'єм зливу, дозволяє регулювати концентрацію шламу і підвищувати її до необхідного рівня, що суттєво зменшує об'єми шламонакопичувачів і хвостосховищ. Таким чином, можна вважати, що запропонована конструкція фільтра гідродинамічного прямоструминного достатньо проста, має малий гідродинамічний опір і велику пропускну спроможність, забезпечує максимальну якість механічної очистки робочої рідини, дозволяє покращити ефективність фільтрації, суттєво зменшити викиди шламів і площі шламонакопичувачів, спростити експлуатаційне обслуговування, що в результаті може дати значний економічний ефект. 7 Комп’ютерна верстка А. Рябко 96546 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюHydrodynamic direct-flow filter
Автори англійськоюLytvynskyi Harri Hryhorovych, Kovaliov Hennadii Pavlovych, Finkelshtein Zelman Lazarovych
Назва патенту російськоюФильтр гидродинамический прямоточный
Автори російськоюЛитвинский Гарри Григорьевич, Ковалев Геннадий Павлович, Финкельштейн Зельман Лазаревич
МПК / Мітки
МПК: B01D 29/11, B01D 27/08
Мітки: фільтр, прямоструминний, гідродинамічний
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/4-96546-filtr-gidrodinamichnijj-pryamostruminnijj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Фільтр гідродинамічний прямоструминний</a>
Попередній патент: Спосіб виявлення локальних дефектів в пластинах сонячних батарей
Наступний патент: Система і спосіб внутрішньосмугового модема для передач даних по мережах цифрового бездротового зв’язку
Випадковий патент: Пристрій контролю масової частки магнітного заліза в пробах руди і продуктів її збагачення